Salamandra Robotica II — робот-амфибия, который плавает в воде и ползает по земле. Робот вода

Робот, черпающий энергию из загрязненной воды

В лаборатории робототехники Бристольского университета разработали робота, который способен плавать в грязной воде, питаясь бактериями, почти вечно.

Способность роботов работать непрерывно без подзарядки — довольно редкое явление. Аккумулятор робота приходится периодически заряжать и в этом смысле роботы не так совершенны, как животные или люди. Возможно, когда-нибудь роботы будут самостоятельно заботиться о своей энергии, добывая пищу и перерабатывая ее в энергию.

Выполнение грязной работы — это то, чего мы ждем от роботов. Идея запустить в загрязненный водоем армию автоматизированных чистильщиков, питающихся грязью и вырабатывающих из нее энергию, удивительно заманчива. В загрязненных водах находится большое количество органических материалов, которые могут быть источником энергии. Такого робота создали специалисты из Лаборатории робототехники Бристольского университета в Великобритании.

Изображение: University of Bristol

Основой энергетической системы созданного робота Row-bot является микробиологический топливный элемент (Microbial Fuel Cell, MFC). Система таких элементов вырабатывает электричество. Это возможно благодаря окислительно-восстановительным химическим реакциям, которые составляют основу анаболизма некоторых видов бактерий.

Каждый микроб, конечно, не производят много энергии. Чтобы сделать что-то полезное необходимо много топливных элементов или очень эффективный робот. Row-bot удивительно эффективен. Он создан по образу жука-водомерки, в его «животике» — топливный элемент.

Четыре конечности робота оснащены поплавками, не дающими ему утонуть и обеспечивающими нужный уровень воды в микробиологическом топливном элементе. Движение осуществляется при помощи двух «весел», которые приводятся в действие миниатюрными электрическими приводами.

Рот является клапаном, который заглатывает свежую порцию воды для переработки. В задней части — еще один клапан, через который наружу выпускается очищенная вода. Робот не доводит воду до состояния питьевой, но обеспечивает почти полную ликвидацию органических соединений. Цикл работы топливного элемента занимает три минуты. За это время вырабатывается энергия в количестве 1.8 Джоуля, которая хранится в электрическом конденсаторе с малыми токами утечки. Этой энергии хватает для 10 движений робота своими веслами со скоростью один раз в секунду. Чтобы робот проплыл по воде 20 сантиметров достаточно одного Джоуля энергии. Оставшаяся энергия может быть использована для питания датчиков или другой полезной работы. Пока вода достаточно загрязнена, робот может двигаться.

Робот создавался с целью проверки возможности интеграции микробиологических топливных элементов с электрическими приводами. Его конструкция может быть усовершенствована и оптимизирована, что позволит тратить еще меньше энергии на движение. А благодаря последовательному соединению нескольких топливных элементов робот получит еще больше энергии.

Исследователи считают, что такие роботы как Row-bot могут быть использованы для дистанционного зондирования и мониторинга окружающей среды, а также для очистки обнаруженных загрязнений.

Читайте также

edurobots.ru

Робот, воды!: Journey Russia

Только представь: ты едва почувствовал жажду, а напиток уже в руке. При этом ты не вставал с места, хотя до кулера или торгового автомата идти через пол-офиса (аэропорта, вокзала — нужное подчеркнуть). Сотрудники немецкого подразделения Coca-Cola оценили достоинства таких перспектив, а потому завели на работе робота-официанта GoCart

Из помощника в официанты

На фото — он, изобретение южнокорейской компании Yujin Robot. GoCart был представлен миру в 2014 году. Разработчики заявили, что машина создана прежде всего для работы в больницах: робот может в режиме 24/7 разносить по палатам постельное белье, еду и лекарства. Тогда сотрудники Coca-Cola Германия влюбились в малыша GoCart и решили, что это промоутер нового типа, которому можно поручить раздачу напитков в общественных местах: на остановках, в торговых центрах или парках. Чтобы проверить догадки, заказали опытный образец GoCart. Сейчас он разъезжает по офису Coca-Cola в Берлине и раздает его сотрудникам и гостям охлажденные напитки.  

Как это работает

Чтобы попросить GoCart об услуге, нужно установить мобильное приложение GetHappy-App от Coca-Cola, затем выбрать напиток — и ждать. GoCart принимает информацию, проверяет, есть ли требуемый продукт, и если да — направляется к заказчику. Робот находит его с помощью того же GetHappy-App, которое фиксирует местоположение смартфона. Когда GoCart будет на месте, останется открыть «сейф» с помощью кода из приложения и забрать напиток.  

— Меня поражает, что робот не натыкается на стены и не врезается в людей, — делится впечатлениями пожелавший остаться инкогнито сотрудник Coca-Cola. — За ловкость GoCart отвечают встроенные стереоскопические камеры, 3D-сенсоры и другие технические примочки, принцип работы которых мы, обычные люди, никогда не поймем. К тому же, прежде чем отпускать GoCart в самостоятельное плавание, команда Yujin Robot прогулялась с ним вокруг офисного здания и по этажам — чтобы компьютерный мозг составил план местности. Мило, правда?

Если испытания GoCart в условиях офисной жизни пройдут успешно, не исключено, что в скором времени его «братья» и «сестры» будут работать в полевых условиях. Работники Coca-Cola Германия признаются, что уже готовы поставить милому роботу-официанту твердую пятерку.

www.coca-colarussia.ru

Боевые роботы: на воде и под водой

Существует распространенное мнение, что беспилотные летательные аппараты, также известные как дроны, используются в качестве альтернативной авиаразведки и для нанесения ударов по удаленным целям. США применяют их в Афганистане, Пакистане, Ираке, Сомали и ряде других стран. Но ВМС США и другие рода войск, так или иначе связанные с водой (Корпус морской пехоты, спецназ), также активно применяют беспилотные аппараты для своих нужд.

В 2000 г. в Центре боевого применения надводных сил ВМС США в Кардероке был открыт офис по Беспилотным надводным аппаратам, БПНА (Unmanned Surface Vehicle, USV), целью которого была выработка требований по развитию беспилотных средств. Вместе с компаниями Radix Marine, Northrop Grumman и Raytheon к 2002 г. была разработана Продвинутая концепция демонстрации технологии (Advanced Concept Technology Demonstration, ACTD) и в качестве продукта представлен катер Spartan Scout. Он был протестирован в Персидском заливе в декабре 2003 г. и представляет собой боевую модульную многоцелевую платформу, работающую в полуавтономном режиме. Он может нести на себе разведывательное оборудование и вооружение. 

Данное средство предназначено преимущественно для борьбы с так называемой «асимметричной угрозой», когда против моторных лодок, малых катеров и других недорогих средств нападения обрушивать всю мощь орудий и дорогих противокорабельных ракет затратно и неэффективно. Кроме того, такие дистанционно-управляемые катера могут использоваться и для обследования подозрительных объектов на поверхности воды, а также для патрулирования ограниченных по площади акваторий (порты и проливы) и особо важных объектов (нефтяные платформы, маяки и пр.).  

В 2010 г. компания QinetiQ обнародовала свою новую разработку: беспилотный разведывательный катер-невидимку Sentry. Он имеет корпус, выполненный по технологии Stealth, и мощный водомёт. Новый катер идеально, по мнению компании, подходит на роль разведчика и патрульной машины. Он способен нести различную нагрузку, а управлять им можно на расстоянии до 30 километров.

Разработку и применение подводных дронов (БППА - Unmanned Undersea Vehicle, UUV) регламентирует ряд документов Пентагона. Первоначально в 1994 г. программный план ВМС США N 87 по БППА назвал высшим приоритетом возможность разведки и поиска мин с подводных лодок. Вторым приоритетом стали Долгосрочные системы по обнаружению мин (Long-Term Mine Reconnaissance System, LMRS), а третьим - тактическая океанография. Данный документ незначительно корректировался в 1995 и 1997 гг. В апреле 2000 г. были изданы рекомендации, на основе которых разработан более полный план, подписанный в декабре 2003 г. В ноябре 2004 г. появилась обновленная версия под названием «Генеральный план беспилотного подводного транспорта ВМС».

В данном документе утверждалось, что к программе «Морского могущества в XXI веке» необходимо добавить дополнительные компоненты:

1. Разведка, наблюдение и рекогносцировки;

2. Меры против мин;

3. Противолодочная война;

4. Контроль/Идентификация;

5. Океанография;

6. Связь/Сетевая навигация;

7. Доставка грузов;

8. Информационные операции;

9. Критическое время для удара.

Основные обоснования для применения подводных дронов были следующими: 

Автономия. Способность работать самостоятельно в течение длительного времени создает множитель силы, что позволяет пилотируемым системам расширить свое влияния и сосредоточиться на более сложных задачах. Затраты могут быть сокращены тогда, когда датчики или оружие действуют с меньшей инфраструктуры в UUV, а не с пилотируемых платформ.

Снижение риска. Их беспилотная сущность уменьшает или полностью устраняет риск от воздействия окружающей среды, врага и неумолимого моря для персонала.

Сдержанность. UUV работают с низкими акустическими и электромагнитными частотами. Поэтому элемент неожиданности сохраняется. Дроны имеют меньший риск столкновения с подводными и плавающими препятствиями, чем буксируемые системы или транспортные средства с дистанционным управлением.

Развертывание. В силу своего потенциально меньшего размера UUV могут обеспечить органическую возможность для ударной группы. Они также могут быть разработаны в виде постоянно плавающих средств или заранее устанавливаться на передовой позиции. Их запуск может быть адаптирован к различным платформам, включая корабли, подводные лодки, самолеты и береговые объекты. Восстановление UUV и транспортировка не должны быть такими же, как для обычных судов. Поиск и восстановление БППА может быть отложено или сделано с помощью исключительно недорогих систем. Несколько БППА могут быть запущены одновременно с одной платформы.

Адаптация к среде. БППА может работать на всех глубинах, в плохую погоду, в морях, в тропических или арктических условиях, и круглосуточно. Эта способность дает им уникальные сенсорные преимущества по сравнению с аналогичными буксируемыми или устанавливаемыми на поверхности датчиками.

Стойкость. БППА могут оставаться стационарно в погодных условиях, которые бы прервали операции БПЛА или беспилотных надводных аппаратов, просто погрузившись на спокойную глубину. Плохая погода может препятствовать операциям на поверхности, но БППА может переждать шторм на глубине, продолжив работу, когда условия улучшатся. Кроме того, БППА, которые теряют энергию (случайно или намеренно в режиме «сна») могут стабильно опуститься на дно, в отличие от БПЛА и БПНА, которые отдаются на милость стихий, как только они теряют тягу.

БППА следует использовать в операциях, где они увеличивают производительность, уменьшают стоимость, и включают задачи, которые не могут быть выполнены с помощью пилотируемых систем, или уменьшают риск для них. Характеристики БППА, которые могут способствовать удовлетворению этих принципов, включают в себя возможность размещать датчики в оптимальном положении, как вертикально, так и по горизонтали, автономию, выносливость, низкий уровень обнаружения, невосстанавливаемость, а также дистанцированность или досягаемость к пусковой платформе.

Автономный подводный аппарат REMUS (Remote Environmental Monitoring Unit System) является одним из первых подводных дронов и был впервые разработан в конце 1990-х годов в Океанографическом институте Вудс-Хола фирмой Hydroid, дочерней компанией Kongsberg Maritime. REMUS 100 весил всего 36 кг и использовался ВМС США на мелководье для обнаружения мин и гидрографической разведки. Данное оборудование применяется и в других странах. Например, Министерство обороны Японии работает с четырьмя аппаратами REMUS 600 и одним REMUS 100 для картографирования морского дна и обнаружения мин.

Сейчас на вооружении ВМС США  имеется три варианта REMUS:

- MK 18 Mod 1 Swordfish - он основан на REMUS 100 и предназначен для поиска, классификации и картографии на мелководье. ВМС США имеют в общей сложности 24 подводных дрона Swordfish, которые распределены между различными базами и подразделениями.  

- MK 18 Mod 2 Kingfish - его прототипом стал REMUS 600, но имеет более широкие возможности и будет служить в качестве платформы для продвинутых датчиков. Конфигурация Kingfish Small Synthetic Aperture Sonar Module (SSAM)  обеспечивает более широкую пропускную способность, изображения высокой четкости и возможности обнаружения затопленной цели. ВМС США в настоящее время работает с подрядчиками по разработке Kingfish, но эти системы начнут использовать для военных операций с сентября 2015 г.

- Littoral Battlespace Sensing (LBS) - переводится как Прибрежное зондирование боевого пространства. Он тоже создан на основе REMUS 600. Командование боевых систем космического и морского пространства (SPAWAR) заказали три LBS для экологического обследования океана, прибрежных и внутренних вод.

Нужно отметить, что аккумуляторная ионно-литиевая батарея в REMUS 600 мощностью 5,2 киловатт-час позволяет работать до 70 часов со скоростью 5 узлов на глубине до 1970 метров.

Однако в США разрабатываются и другие модели. Новый прототип автономной навигационной системы для подводных роботов-лодок в январе 2015 г. завершил свое первое самостоятельное путешествие. Робот автономно преодолел дистанцию между портами Галфпорте и Паскагула на реке Миссисипи. Данная система предназначена для для непрерывного трала в борьбе с подводными лодками.   

Компания Leidos, которая разрабатывала аппарат, сообщила в своем пресс-релизе, что «суррогатное судно, контролируемое только автономной системой и работающее исключительно с навигационной картой региона, которая загружена в память, и материалами, полученных с коммерческих радаров (COTS), успешно преодолело сложный прибрежного фарватер в заливе. Во время своего плавания на дистанцию 35 морских миль, система морской автономии функционировало в соответствии с запланированной задачей, лодка обошла все препятствия - буи, землю, мелководье и другие суда, находящиеся в районе - все это прошло без каких-либо плановых путевых точек или вмешательства человека».    

Данную новость позже подтвердили специализированные военные издания США сообщив, что автономный корабль, предназначенный для охоты за подлодками, прошел важный технологический этап. Например, сайт Defence One заявил, что «возможно, океаны теперь никогда не будут такими, как прежде», добавив, что отследить все более тайные российские, китайские и иранские подводные лодки можно с помощью корабля-призрака, который будет следовать за ними в открытом море.

Впервые о создании автономного судна для отслеживания тихих дизельных подводных лодок агентство DARPA сообщило в 2010 г.  Программа была названа Беспилотным судном по противолодочной войне и непрерывному тралу (Anti-submarine Warfare Continuous Trail Unmanned Vessel, ACTUV).

Специалисты отмечают, что, по сути, эта программа потенциально изменит не только военно-морскую войну, но и методы, с помощью которых люди, корабли и робототехнические системы взаимодействуют на воде по всему миру.

Инжиниринговая компания Leidos и DARPA тестировали опытный образец ACTUV полтора месяца и подвергли его 100 различным сценариям. Тестируемое судно, оснащенное радиолокационными компонентами, программным обеспечением и предварительно запрограммированное на несколько навигационных точек, смогло обнаружить цель на расстоянии одного километра, при этом не наталкиваясь на скалы, отмели или другие надводные корабли.

Тесты показали, что робот-лодка смогла выполнить трудную военную миссию, не нарушая морских законов, изложенных в Конвенции о международных правилах по предупреждению столкновения судов в море. Испытания также представили убедительное доказательство адекватности концепции, показав, что большие роботы могут ориентироваться в открытом море вместе с круизными и рыболовецкими судами. Следующим вызовом для ACTUV будут тесты с «вражескими кораблями», которые попытаются блокировать лодку-робот.

Пока Leidos проводил тестирование 42-футовой суррогатной лодки, а строительство прототипа судна ACTUV, названного «Морской охотник» планируется завершить к осени 2015 года.

Вполне естественно, что при разработке подобных аппаратов возникла идея делать их подобными на вид обитателям моря. В конце 2014 г. ВМС США завершили испытания БППА GhostSwimmer, который является последним в серии инновационных проектов, разработанных в рамках проекта "Silent NEMO". GhostSwimmer был разработан для того, чтобы походить на форму и имитировать стиль поведения крупной рыбы. При длине около 1,5 метра и весе почти 45 кг аппарат GhostSwimmer может работать на глубинах от 0,25 до 90 метров. Его био-мимикрия обеспечивает дополнительную безопасность при плохой видимости во время миссий по разведке, наблюдению и рекогносцировке.

Аналогичный проект "BIOSwimmer" был разработан Boston Engineering и представляет собой рыбу-робота, предназначенного для обнаружения контрабанды, спрятанной в корпусе судна, с помощью сложного датчика.

Ожидается, что многие компании и лаборатории, которые занимаются исследованиями и проектировкой подводных и надводных роботов, начнут активно взаимодействовать, чтобы ускорить технические процессы и передать заказчикам первые образцы. 30 января 2015 г. компания Huntington Ingalls Industries объявила, что она приобрела Отдел технических решений фирмы The Columbia Group, ведущего разработчика и производителя беспилотных подводных аппаратов для отечественных и международных клиентов. В частности эта компания разрабатывала подводный многофункциональный аппарат Proteus, получивший в 2012 г. премию по инновациям. Очевидно, что данное решение было принято в связи с новой стратегией возмещения Пентагона. Один из руководителей объяснил, что «так как ВМС движется к большему применению беспилотных транспортных средств, как на поверхности, так и под водой, то есть стратегический смысл - объединить изготовителя беспилотных подводных транспортных средств и одного из самых больших в мире строителей кораблей и подводных лодок». Теперь Отдел технических решений будет работать под именем Undersea Solutions Group и отчитываться перед судостроителями.

Но бывают и комбинированные роботы-амфибии. Группа ученых из Стэмфорда, штат Коннектикут разработали десантный робот, который они в настоящее время тестируют с морскими пехотинцами. GuardBot представляет собой робот шар, который плавает на поверхности воды около 4 миль в час, а затем выкатывается на берег при 30-градусном наклоне со скоростью 20 миль в час.

В роботе используется девять осей стабилизации, система силовой установки, действующая по принципу «движения маятника», которая направляет бот за счет смещения центра тяжести, и выбор алгоритмов управления с гидроусилителем.

Компания GuardBot Inc. в январе 2014 г. проверила его на военно-морской базе амфибий в Литл-Крике, штат Вирджиния, где GuardBot успешно выполнил задание и вернулся на корабль.

Сейчас компания работает над новым программным обеспечением, которое включает данные географической информационной системы для обеспечения гораздо большей автономии. Нужно будет просто выбрать место на карте, и мяч прикатится на него.

Система была в первую очередь разработана для наблюдения и инспекции объектов. Робот может поворачиваться на 360 градусов, поэтому он более маневренный, чем другие наземные роботы. В тестах с ВКР-лазером спектроскопа при полезной нагрузке (две маленьких прозрачных полусферы на боку у робота) он смог обнаружить взрывчатые химические вещества приблизительно на расстоянии 2 дюйма.

Но робот может не только производить разведку и заниматься обнаружением, он может непосредственно служить в качестве средства доставки взрывчатки.

Разработка подводных и надводных дронов также в фокусе внимания НАТО. Центр морских исследований и экспериментов при альянсе вместе с ответственными командованиями 4 мая 2015 г. провели учения в Северном море со странным названием "Динамический мангуст". На маневрах проводилась оценка производительности автономных сетей в северных условиях в контексте противолодочных боевых действий, в том числе на мелководье. Потенциально, эти сети автономных датчиков, занимающиеся постоянной слежкой, должны превзойти традиционные активы при менее затратной цене и риске для персонала. Ученые из НАТО помогали в развертывании флота подводных роботов, в том числе глайдеры, волновые глайдеры и автономные винтовые подводные транспортные средства. Также отрабатывались навыки мультистатического тактического планирования, позволяющей делать визуализацию подводной среды в зоне действия. Предполагаемым врагом были названы российские субмарины. 

www.geopolitica.ru

Salamandra Robotica II — робот-амфибия, который плавает в воде и ползает по земле / Geektimes

Если вы фанат робота-собаки или робота-гепарда от Boston Dynamics, вы наверняка знаете, что для создания своих творений инженеры черпали вдохновение у наземных животных. Что же касается воды, существует масса роботов-рыб и беспилотных подводных аппаратов, которые могут соревноваться в ряде задач (к примеру, поиск подводных мин) даже с дельфинами.

Но как насчет робота, который может перебираться из воды на землю и опять в воду?

Это непростая проблема, над которой инженеры из лаборатории EPFL Biorobotics в Швейцарии и Университета Бордо во Франции работают уже несколько лет. В 2007 группа разработчиков опубликовала статью в журнале Science, анонсировав разработку саламандра-подобного робота с четырьмя ногами и подвижным позвоночником. Теперь они представили следующее поколение робота-амфибии, названного Salamandra Robotica II. Новая версия быстрее и надежнее предыдущей. Все улучшения были получены в результате более глубокого изучения двигательной системы животного.

Это робот, которой может «ходить» как ящерица, ползти как змея и плавать как рыба, всего лишь изменяя силу управляющего сигнала.

Передвижение по земле достигается вращением конечностей, а вот плавание — на порядок более сложная задача, требующая нелинейных колебательных движений.

Дистанционно управляемый робот может менять режимы движения просто регулируя силу сигнала, идущую по позвоночнику. И неспроста. Профессор Ijspeert и его коллеги намеренно проектировали управляющую систему робота по подобию нервной системы саламандры, поэтому нейроподобные цепи проходят через его «спинной мозг». Сигнал исходит из «мозга» и проходит по всей длине робота, симулируя биологическую модель саламандры.

Другая интересная особенность этого робота — это модульный дизайн, за счет которого его можно очень просто сделать длиннее или короче. Модульность роботов вообще очень занимательна, т.к. большая структура может быть построена из простых компонентов по мере наращивания функционала, как детальки Lego или биологические клетки используются для создания более сложных структур. На одном из видео на сайте группы, робот теряет свой хвост, но обе части продолжают функционировать. Другой разделяется на три отдельные части, и каждая из них продолжает нормально работать. Дело в том, что каждый модуль имеет собственный микроконтроллер, батарейку и моторы. Модули могут соединяться множеством путей для получения одного, более функционального робота или замены поврежденных компонент.

В лаборатории также активно работают над другими похожими проектами, как, например, Amphibot, который изображает змею или угря, подобно Salamandra Robotica II, но без ног. Исследователи также ищут способы сделать работу-саламандре шарнирные ноги для лучшей управляемости. И если у вас есть какие-то страхи по поводу гигантских многоножек, плохие новости для вас — модификация работа может быть и ей тоже. :)

Конечно, все эти роботы разрабатываются сейчас, прежде всего, для исследовательских целей. Но уже в ближайшем будущем они смогут использоваться, к примеру, в поисково-спасательных операциях. Правда не столь сложно представить, как подобный принцип смогут использовать и в военных целях. «Низкоидущие» роботы-амфибии могут быть идеальными для того чтобы оставаться незамеченными, к примеру, в разведывательных операциях.

Вывод простой — если животные делают что-то классное, кто-нибудь рано или поздно воплотит это и в роботах.

geektimes.ru

Боевые роботы: на воде и под водой

Руководству НАТО следует отказаться от запланированного на лето открытия офиса в Кишиневе. Об этом заявил  ТАСС президент Молдавии Игорь Додон. "...

1 марта полицией был задержан немецкий депутат от партии Зеленых Фолькер Бек (Volker Beck). При нем была доза метамфитамина, изветного как crystal...

Еще в 1845 году Джон О'Салливан (John O'Sullivan) сформулировал концепцию американского Lebensraum, жизненного пространства – доктрину «...

17 апреля в 17 часов в месте Бечичи в окрестностях города Будва на берегу Адриатического моря на своем частном паркинге выстрелами в голову был убит...

Такое заявление сделал вчера президент Еврокомиссии Жан-Клод Юнкер во время выступления в Гааге. "Украина, без сомнения, не сможет присоединиться к...

Надо открыто сказать, что действия нынешней власти – никакой не «нейтралитет». Так же как и очередное ползание нельзя назвать «балансировкой», а тем...

В ходе подготовки саммита НАТО в Варшаве становятся очевидны основные тенденции, согласно с которыми будет осуществляться дальнейшая работа этого...

Главнокомандующий НАТО в Европе, генерал США Кертис Скапаротти прибыл в Анкару для встречи с начальником штаба ВС Турции Хулуси Анкаром.

Заместитель генсека НАТО Александр Вершбоу выпустил статью, посвящённую России, где он признаёт, что отношения между Москвой и Вашингтоном переживают...

Экс-главком НАТО в Европе Филип Бридлав назвал Россию «экзистенциальной угрозой» для США, их союзников и всего мирового порядка. Основные страхи у...

В современном обществе приняты две, подчас прямо противоположные точки зрения на тему, что такое терроризм. Сторонники первой концепции уверены, что...

katehon.com

Рыбка-робот: советы по эксплуатации

Роботы уже давно вошли в нашу повседневную жизнь: существуют кухонные роботизированные устройства, производственные, автомобильные (коробка передач «робот»), роботы-игрушки и так далее. Роботизация незаметно пронизала практически все стороны жизни человека, поэтому совсем не удивительно, что и в аквариумистике она нашла свое законное место.

Что такое рыбка-робот

С технической точки зрения данное устройство можно назвать электронным прибором, который включается при соприкосновении с водой.

Эту «игрушку» для детей и взрослых несколько лет назад изобрели японские инженеры и конструкторы. В принципе, ученые и инженеры Страны восходящего солнца давно уже являются передовиками в процессе создания разнообразных технических новинок, которые потом становятся популярными во всем мире. Именно это произошло и с рыбками-роботами, спрос на которых с каждым годом только растет.

Электронное устройство, находящееся внутри непромокаемого пластикового корпуса, состоит из электронной микросхемы (управляющий элемент) и микромотора. Разумеется, должен еще быть блок питания. Его роль обычно выполняют маленькие батарейки (например, алкалиновые батареи RL44, А76 или подобные). Размеры искусственных рыбок могут быть различными, и наиболее распространенными являются «игрушки» длиной около 7–8 см.

Цветовая гамма аквариумных роботов многообразна: красные, синие, зеленые, черные, серые, пятнистые, полосатые. Невозможно перечислить все виды окраски этих «игрушек».

Следует отметить, что искусственные электронные рыбки чаще всего имитируют вполне определенные виды живых аквариумных рыб.

Светодиоды, которые вмонтированы в корпус устройства, включаются при уменьшении внешней освещенности. В вечернее и ночное время аквариум освещается самими рыбками, он представляет собой весьма оригинальный ночник, где источником света является стайка плавающих роботов, очень похожих на настоящих обитателей водной стихии.

Изобретенные относительно недавно, маленькие водные роботы получили интернациональное наименование RoboFish, что означает буквально «робот-рыба». Точно и без излишней фантазии.

Немного истории

Примерно 10 лет назад японские ученые и конструкторы приступили к созданию роботов, имитирующих поведение и движение рыб. Эксперимент задумывался как способ изучения образа жизни настоящих, живых морских и речных обитателей.

Первые управляемые модели выпустила компания Sedensha Co LTD, но они управлялись сигналами, идущими по проводу. Вскоре появились радиоуправляемые прототипы.

Совершенствование образцов подводных роботов (в частности, в японском Институте высоких технологий) привело к появлению устройств, имитирующих черепах, рыбу-меч, морских коньков, скатов и других удивительных обитателей морей и океанов. Совсем недавно удалось даже создать высокотехнологичного робота, похожего на медузу!

Изобретения японских конструкторов, изначально направленные на решение научных задач, вскоре стали основой для создания массового производства водных игрушек для детей и взрослых. В последние годы в этой деятельности весьма преуспела компания ZURU из Новой Зеландии, чьи высокотехнологичные игрушки массово продаются более чем в 40 странах мира.

Как ведут себя рыбки-роботы в аквариуме

Эти технические устройства сделаны таким образом, что вне воды они не работают. На «суше» они могут храниться длительное время.

Однако как только искусственные рыбы попадают в воду, они включаются и начинают имитировать движения настоящих декоративных аквариумных животных:

• расправляются синтетические плавники,
• включаются светодиоды,
• микромоторы заставляют роботов двигаться с различной скоростью вверх и вниз, вперед и назад, поворачиваться вокруг своей оси и даже переворачиваться спинкой вниз.

Они двигают силиконовыми плавниками и хвостом совсем как живые!

Эксплуатировать высокотехнологичные устройства очень легко, так как они самостоятельно включаются, попадая в водную среду. Нужно лишь периодически менять маленькие элементы питания, так как пары батареек хватает на 5–6 часов активной работы. Когда требуется временно отключить RoboFish, то достаточно их просто достать из воды, а повторная активация возможна через любой промежуток времени.

Если в аквариуме разместить декорации, установить искусственные пластиковые водные растения, опустить в него роботов-рыбок, то можно создать отличный уголок, имитирующий прекрасный подводный мир!

Достоинства и недостатки

Рыбы-роботы могут плавать в любой емкости с водой. Их можно запустить в обыкновенную банку, в ванну, в мини-аквариум, в детский бассейн.

• Основное преимущество состоит в том, что в данном случае совсем не требуется приобретать и использовать вспомогательное техническое оборудование — фильтры, аэраторы, компрессоры.
• Не нужна и аквариумная химия для борьбы с водорослями, так как достаточно просто вылить старую воду и залить свежую.
• Нет необходимости приобретать корм для рыбок и, соответственно, чистить аквариум от мусора.

Кроме того, настоящие декоративные рыбки могут заболеть, а единственная «болезнь» RoboFish связана с падением напряжения автономных элементов питания.

Кстати, приобретая подобную игрушку, следует убедиться в наличии двух запасных батареек.

Как и в настоящем «живом» аквариуме, аквамир, населенный рыбками-роботами, можно украсить подводными гротами и замками, расставить и закрепить искусственные растения (и совсем не обязательно водными!), красиво уложить разноцветный грунт и даже подкрасить воду неагрессивными красителями. Короче говоря, использование RoboFish дома или в офисе позволяет включить личную фантазию на полную мощность.

Разумеется, роботы (в том числе и похожие на рыб) никогда полностью не заменят живых существ. Искусственные двигающиеся рыбки не подойдут любителям настоящей, естественной природы. Однако в качестве игрушки или яркой декорации аквариум с RoboFish способен украсить любое помещение и доставить радость вашим детям!

Видео-обзор китайской игрушки:

aquariumguide.ru

Row-bot - робот с баком полным бактерий способный вечно плавать в грязной воде

Не так давно мы рассказывали об одной интересной тенденции - о роботах, которые черпают необходимую для их движения энергию из окружающей среды. Представитель таких роботов, Thermobot, конечности которого изготовлены из биметаллического материала, способен вечно ходить по горячей поверхности, используя ее тепловую энергию. А сейчас мы расскажем об еще одной интересной реализации подобной идеи, о роботе под названием Row-bot, у которого имеется емкость с вырабатывающими электричество бактериями и который за счет этого может вечно плавать по грязной воде, откуда бактерии получают необходимые им питательные вещества.

Робот Row-bot является детищем специалистов из Лаборатории робототехники Бристольского университета, Великобритания. Основой его энергетической системы является так называемый микробиологический топливный элемент (Microbial Fuel Cell, MFC). Такие топливные элементы вырабатывают электричество, состоящее из электронов, которые являются продуктом "окислительно-восстановительных химических реакций, составляющих основу электрогенетического анаболизма некоторых видов бактерий".

Говоря более простым языком, бактерии питаются находящимися в изобилии в воде органическими материалами, производя свободные электроны. И пока в воде находится достаточное количество органики для того, чтобы бактерии были "сытыми, толстыми и счастливыми", у вас будет иметься практически неисчерпаемый источник энергии, которую можно использовать в своих целях, к примеру, для того, чтобы заставить двигаться робота. Современные микробиологические топливные элементы отличаются достаточно высокой универсальностью, они могут работать в пресной воде рек и озер, в морской воде, а наибольшую эффективность они демонстрируют на сточных водах, выполняя побочную функцию ее очистки от грязи органического происхождения.

Но крошечные микробы не могут выработать большое количество энергии. Поэтому роботу требуется целая колония таких бактерий. Кроме этого, конструкция робота Row-bot, прототипом которого стал жук-водомерка, обладает высокой эффективностью с точки зрения использования энергии для его движения. Четыре конечности робота имеют поплавки, которые не дают ему утонуть и обеспечивают наличие определенного уровня воды в его микробиологическом топливном элементе. А движется робот при помощи двух "весел", которые приводятся в действие миниатюрными электрическими приводами.

У робота Row-bot так же имеется "рот", клапан, который впускает порцию свежей воды внутрь топливного элемента. В задней части этого элемента есть еще один клапан, через который наружу выпускается отработанная вода, которая практически очищена от органики. Цикл работы топливного элемента, от запуска порции свежей воды до выпуска отработанной, занимает три минуты. Вся вырабатываемая в течение этого цикла энергия, в количестве 1.8 Джоуля, хранится в электрическом конденсаторе с малыми токами утечки. И этой энергии хватает для того, чтобы робот смог сделать 10 взмахов своими веслами со скоростью один раз в секунду. 1 Джоуля энергии достаточно для того, чтобы робот преодолел расстояние в 20 сантиметров, а оставшиеся 0.8 Джоуля можно использовать для снабжения энергией датчиков или чего-либо еще.

Пока робот Row-bot будет находиться на воде, у него будет достаточно энергии для осуществления полностью автономного плавания. А создавался этот робот с целью проверки возможности интеграции микробиологических топливных элементов с электрическими приводами. Его конструкция может быть еще немного усовершенствована и оптимизирована, что позволит ему тратить меньше энергии на движение, а последовательное соединение нескольких топливных элементов позволит роботу получать большее количество энергии, которого хватит даже для питания лазерных датчиков малой мощности.

В конечном счете, согласно мнению исследователей, подобные роботы могут быть использованы для проведения дистанционного зондирования, экологического контроля и очистки водной среды от загрязнений. И возможность их использования в деле исследований других планет также не исключается.

[url=http://www.dailytechinfo.org/robots/7496-row-bot-robot-s-bakom-polnym-bakteriy-sposobnyy-vechno-plavat-v-gryaznoy-vode.html

piratbit.ru

Смотрите также

• 
  Вытесненный водой
• 
  Воды понятие
• 
  Свинец вода
• 
  Отстойник воды
• 
  Богатства воды
• 
  Аэраторы воды
• 
  Робот вода
• 
  Воды понятие
• 
  Прилив воды
• 
  Свинец вода
• 
  Воды поставщик